为什么派生类不能在数组中工作？ (C++)答案

【问题标题】：Why won't a derived class work in an array? (C++)为什么派生类不能在数组中工作？ (C++)
【发布时间】：2010-10-23 10:06:09
【问题描述】：

我创建了一个名为 vir 的类，带有一个函数 move：

class vir
{
public:
     vir(int a,int b,char s){x=a;y=b;sym=s;}
     void move(){}
};

（它派生自具有变量 int x、int y 和 char sym 的类）我从中派生了一个类，称为 subvir:

class subvir:public vir
{
public:
     subvir(int a,int b,char s){x=a;y=b;sym=s;}
     void move();
};
subvir::move()
{
     x++;
     return;
}

然后我创建了一个 vir 数组，并将一个 subvir 放入其中

subvir sv1(0,0,'Q');
vir vir_RA[1]={sv1};

但是当我尝试使用 sv1.move() 时：

vir_RA[0].move();

它使用 vir move ({}) 而不是 subvir move ({x++})。我尝试将 sv1 设为 vir，将 vir_RA 设为 vir，它可以工作，当我将它们都设为 subvir 时它也可以工作，但我需要它们不同。我尝试使 vir::move() 成为纯虚拟，但随后我得到一个错误来证实数组。有谁知道当我从数组中使用 move() 时如何让它工作？

【问题讨论】：

请注意，初始化器是初始化成员字段和基础对象的首选方式。有关详细信息，请参阅parashift.com/c++-faq-lite/ctors.html#faq-10.6。示例： subvir(int a,int b,char s) : vir(a,b,s) {}

标签： c++ arrays class inheritance polymorphism

【解决方案1】：

您遇到了一个名为slicing 的问题。使用指针数组，或类似Boost.ptr_container。

【讨论】：

这里没有进行切片。（反正还没有。） move() 不是虚函数，所以 vir* 会调用 vir::move()
@jmucchiello：这里肯定会发生切片——vir_RA 的第一个元素将使用编译器为类型 vir 自动生成的复制构造函数从 sv1 复制初始化（实际上，复制构造）。跨度>

【解决方案2】：

基类必须有virtual 函数才能得到你想要的东西，使这些纯粹会产生一个抽象基类——你无法实例化的东西。但是，您仍然可以创建指向抽象基类的指针/引用并将派生类对象分配给它们。您的基类最好表示为：

class vir
{
public:
     vir(int a,int b,char s){x=a;y=b;sym=s;}
     virtual void move(){}
};

这使得派生类的move 也是虚拟的。但是，您的 move 定义缺少返回值并且不会编译。试试：

void subvir::move()
{
     x++;
     return;
}

请注意，您需要指针（如其他答案中所述）或对派生类的引用才能使动态绑定起作用。因此，不要使用 vir 对象数组，而是使用基类指针数组：

vir* v[ 2 ] = { new subvir(0, 0, 'Q'), new subvir(10, -10, 'P') };

你也应该请阅读 C++ FAQ Lite 的以下部分：

【讨论】：

最后一个 sn-p 是错误的来源：你将两个临时对象的地址存储在数组中。在指令（分号）结束时，两个临时对象都将被销毁，并且数组将保持指向无处的指针。
是的。我真正想到的是new subvir...——更新了我的答案。

【解决方案3】：

在这种情况下，您需要一个指针数组，而不是实例数组。使用 vir*[] 代替 vir[]

【讨论】：

谢谢，这对我帮助很大。

【解决方案4】：

两件事。该数组是 vir 的数组，所以它当然使用 vir::move。 move() 不是虚方法。

但更重要的是切片。您不能将子类放入数组中。如果 sizeof vir != sizeof subvir，数组将无法正确排列。目前它们的大小相同。但如果他们不是，会发生什么。

【讨论】：

【解决方案5】：

是的，基本上编译器不允许数组中的子类，因为数组针对类型大小进行了严格初始化，并且子类型倾向于比父母大，如果可以的话，会导致问题用子类型值初始化数组。真正发生的是编译器首先分配数组 N * size(base_type) 字节。然后它复制每个初始化的 size(base_type) 字节对象。如果它们是不同的类型，它们会被截断，你的代码中可能会发生奇怪的事情。

【讨论】：

+1。或多或少。当然，“复制大小（base_type）字节”只是默认行为——如果 base_type 提供了用户定义的复制构造函数，则该复制构造函数将被调用，其“base_type const&”参数指的是派生类型对象被用作初始化程序。

【解决方案6】：

让我把之前的答案整理一下。

这里实际上有两个问题。一是切片。您正在使用 subvir 的副本初始化 virs 数组。在这种情况下，编译器将 vir 部分从 subvir 中切出并将其复制到数组中，因此您确实只能在那里获得 vir 对象。现在在您的特定情况下，subvir 除了 vir 之外没有其他数据成员，因此切片有点退化，vir 对象看起来很像 subvir 对象。但是，vir 和 subvir 是不同的类，数组中的对象最终是 vir 对象，而不是伪装成 vir 的 subvir 对象。即使两者具有相同的数据成员，两者之间的差异实际上也会体现出来的一种方式是，如果 vir 具有被 subvir 重载的虚函数。在这种情况下，数组中对象中的 vtable 指针将指向 vir 的 vtable，而不是 subvir 的。当然，如果 subvir 包含 vir 中没有的额外数据成员，那就更明确了。

第二个问题是多态性。在使用点（对 move() 的调用），编译器认为您正在调用 vir 类型的对象的 move() 方法（因为该数组是一个 virs 数组）。（编译器的想法当然是正确的，由于切片，在这种情况下可能是退化的。）如果它实际上是你想要的 subvir 对象，你可以通过 make move() 调用 subvir::move() ) 在 vir 中虚拟。

要获得所需的行为，您可以使用指针数组（但是您将直接在 sv1 上操作，而不是它的副本，除非您首先创建一个副本并使用指向该副本的指针初始化该数组）。

【讨论】：